原子力発電のしくみ

質問

原子力発電の発電のしくみを知りたいのですが、原発はウランなどの放射線物質のどんなしくみでエネルギーを作るのでしょうか？また、クリーンなエネルギーとして注目されていますが、二酸化炭素を発生しないのでしょうか？

回答No.3

nonlinia · ベストアンサー

電気を作る原理は簡単で、何らかの力で発電機のタービンを回せばよいのです。

(1) 原子力発電のしくみ. 現在、世界の原子力発電所は軽水炉が主流となっています。
　これは 原子炉の中で燃料のウランを核分裂させ、その時に発生する熱によって水を蒸気に変え、
　 この蒸気の力でタービンを回し、発電機で電気を起こすというしくみです。
　　この方法では事故などにより放射線の外部への放射さえなければクリーンなエネルギーとも言えます。

(2) 火力発電は重油などを燃やして蒸気を沸かせてその蒸気によって発電機のタービンを回します。
　　※この方法では重油などを燃やした時にCO2を発生させるので問題視されています。
(3) 水力発電はダムなどで水を高い所から落とす力によってタービンを回します。
(4) 風力発電は風の力で発電機のタービンを回します。
(5) 波力発電は波の上下する力で発電機のタービンを回します。
(6) 地熱発電は地球の内側で発生する地熱で蒸気を沸かしてタービンを回す方法。

(7) これとは別に太陽ソーラーによる発電が徐々に普及しつつあります。
他にもいろんな発電方法は考えられるかもしれません。

このうち(1)の原子力以外は寿命が来たらいつでも停止、つぶすことは出来ますが、(1)の原子力発電の場合は
一般的に寿命が30年とか40年とかと言われながらも、簡単には作り直すことが出来ないので、寿命がきている
ものでも40年から50年も過ぎてもまだまだ使用されるのが現状です。
しかも、一旦運転を始めると廃炉するまで水で冷やし続けないといけないですし、寿命に近づいたからと運転を停止しても
完全に廃炉するには30年もの年月と費用がかかると言われています。
とにかくこんなに問題の多い原子力発電が最もクリーンな安全な方法だと、政府、電力会社の安全神話に踊らされてきたわけです。

お礼

原子力発電は核分裂を利用して発電するのですね。完全に廃炉となると３０年かかるのですか。長い年月かかるものですね。

回答No.4

sanori

Ｎｏ．２の回答者です。
少し訂正します。

＜訂正前＞
このとき、核分裂片、新たに出てきた中性子などなどの粒子が、尋常でないほどの運動エネルギーで走り始めます。
これが原子炉内の水でスピードを失っていくうちに、水に温度が受け渡されます。

＜訂正後＞
このとき、核分裂片、新たに出てきた中性子などなどの粒子が、尋常でないほどの運動エネルギーで走り始めます。
燃料棒の中で止まるものもあれば、水の中に出て減速するものもあります。
これらがスピードを失っていくうちに、熱となり、その熱が水に受け渡されます。

お礼

訂正どうもありがとうございます。原子力発電のしくみが幾分理解できました。

回答No.2

sanori

こんにちは。
大学で学んだものです。

＞＞＞原発はウランなどの放射線物質のどんなしくみでエネルギーを作るのでしょうか？

化学の歴史を少し知っている人なら、「錬金術」という言葉は聞いたことがあります。
錬金術は失敗に終わりました。
つまり、金という元素は他の元素から化けさせて作ることができないことがわかったのです。
ところが、その常識を破ったのが放射性物質の発見や核分裂の発見です。
これは、ある元素がほかの元素に化けるということです。

ウランはとても大きな原子核をもっていますが、これにコツンと中性子１個をぶつけると「核反応」というものが起こり、ウランの原子核（に中性子が加わったもの）がぱっくりと割れます。
ぱっくり割れたものを「核分裂片」（かくぶんれつへん）といいます。
このとき、核分裂片、新たに出てきた中性子などなどの粒子が、尋常でないほどの運動エネルギーで走り始めます。
これが原子炉内の水でスピードを失っていくうちに、水に温度が受け渡されます。
つまり、水の温度が上がります。

この水（一次冷却水）でタービンを回せばよいようですが、放射能を帯びていますから、熱伝導率のよい壁のこちらとあちらという形で二次冷却水に熱を受け渡して、二次冷却水をタービンに送ります。
この先は火力発電と同じです。

＞＞＞また、クリーンなエネルギーとして注目されていますが、二酸化炭素を発生しないのでしょうか？

今、原子力発電のことを「クリーン」というと変人扱いされるかもしれませんが、原子力は二酸化炭素は原理的に出しません。
火力発電では二酸化炭素を出す。核反応は二酸化炭素を出さない。ただそれだけのことです。

なお、現在の原発で燃料として寄与しているのは、天然ウランのうちの僅か０．７％しかないウラン２３５というものです。
これを遠心分離などの技術をつかって３％ぐらいまでに濃縮したものが核燃料として使われています。
（ちなみに原子爆弾の場合は、９０％以上に濃縮します。）
残りの９９．３％はウラン２３８ですが、これを核燃料として使おうとする原子炉が「高速増殖炉」とい
うものです。「高速増殖炉もんじゅ」って聞いたことないですか？
これは、ウラン２３８をプルトニウムに化けさせつつ、プルトニウムを核分裂させるという方式です。

お礼

原子力のしくみを詳細に説明していただきありがとうございます。中性子をぶつけることでエネルギーが発生するんですね。

回答No.1

noname#146604

ウランなどの放射性物質が核分裂するときに大量の熱が生じます。これをエネルギーとして利用しています。
化石燃料などの、炭素化合物を使用しないので、二酸化炭素は問題になりません。

お礼

核分裂のエネルギーを利用するのですね。二酸化炭素は発生しない点でクリーンな発電だと思います。